紅外線是整個電磁波波段的一部分。波長在0.76-100微米之間的電磁波,尤其是波長在0.76-40微米之間的電磁波能量集中,熱效應(yīng)顯著,所以稱為熱射線或紅外線。燃氣輻射管發(fā)出的紅外線波長在3.5-5.5微米之間。當紅外線穿過空氣層時,不會被空氣所吸收,它能穿透空氣層而被物體直接吸收,并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?,不僅如此,紅外線還能夠穿過物體或人體表面層一定的深度,從而從內(nèi)部對物體或人體進行加熱,這就是輻射供暖的基本原理。
輻射熱量能被混凝土地板、人和各種物體所吸收,并通過這些物體進行二次輻射,從而加熱四周的其它物體。紅外線輻射供暖,房間底層溫度高,工作環(huán)境溫暖舒適,上層溫度低,因此其熱利用率更高。它可適用于3-50m高度的供暖。
為了克服高度方向的垂直失調(diào),目前對于高大空間建筑物的采暖,主要采用散熱器+集中空調(diào)的熱風采暖方式。熱風采暖的工作過程和散熱器系統(tǒng)一樣,也是一種對流換熱方式。如要求室內(nèi)溫度達到18℃,2m以上的空間也成為采暖對象,這樣大部分的能源被浪費;另外,一個好的熱風系統(tǒng),要有相應(yīng)良好的氣流組織來實現(xiàn),這樣勢必又造成上部空間要有大量的通風管道及空氣處理設(shè)備,占用大量的空間;還有值班采暖的問題,一是夜間關(guān)閉新風管道閥門,開啟空氣處理設(shè)備,依靠室內(nèi)回風解決問題,其大特點就是不便于管理;二是設(shè)置單的值班采暖散熱器系統(tǒng),全天開啟,這兩種方式都會加大能耗。
與散熱器+熱風系統(tǒng)相比,燃氣輻射采暖無論是采暖效果、設(shè)備投資、運行費用都具有明顯的優(yōu)勢。燃氣輻射供暖具有節(jié)能、舒適衛(wèi)生、運行費用低等優(yōu)點,尤其適合于具有高大空間的建筑物采暖。隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展,油氣田的開發(fā)和利用,這種采暖方式的應(yīng)用在不斷增加。實踐證明,在燃氣供應(yīng)許可時,采用紅外線輻射采暖系統(tǒng),從技術(shù)和經(jīng)濟上都具有一定的性。
我國目前采暖系統(tǒng)絕大部分采用蒸汽或熱水作為介質(zhì),通過空氣對流傳熱形式來取暖。采用這種方式采暖能耗相對較大,而熱空氣又總是在房間的上半部分,實際需要用熱的人和物體都在溫度相對較低的房間下部,人體舒適感較差。對于具有跨度大、落空高等特點的非居住高大空間建筑,由于門窗面積大,隔熱性能差,高度每增加1 m,采暖負荷就要增加2%(對4m以上高度的建筑),所以單位面積的采暖熱負荷很大。
燃氣輻射采暖用真空泵(風機)驅(qū)動,使熱流體在系統(tǒng)的輻射管路內(nèi)流動,并將尾氣排放到室外。系統(tǒng)在采暖空間內(nèi)將輻射管路懸掛在天花板或屋頂網(wǎng)架的下方,與輻射管路上方的反射板一同向下方空間輻射熱量。靠近燃燒器管路的輻射熱交換強度較高,稱之為輻射管,一般布置在建筑內(nèi)熱負荷大區(qū)域的上方;其余部分管路的輻射熱交換強度較低,稱之為尾管,一般布置在建筑熱負荷相對較小區(qū)域的上方。輻射管的長度由燃燒器的熱負荷決定,而尾管的長度是能夠?qū)⒘鲃拥母邷赜鄽饫鋮s至適合真空泵運行的溫度的小長度。